Estudio de caso sobre el fallo del interruptor de circuito SF₆ en tanque: mercado africano desde una perspectiva nigeriana
Introducción
En el contexto del mercado africano, especialmente en Nigeria, la operación confiable de los equipos eléctricos es de suma importancia para el desarrollo estable de la industria eléctrica. Los interruptores de circuito SF₆ tipo tanque desempeñan un papel crucial en los sistemas de energía debido a sus excelentes propiedades de extinción de arco y aislamiento. Sin embargo, como cualquier equipo eléctrico, son propensos a fallas. Este documento presenta un análisis detallado de un caso de falla de un interruptor de circuito SF₆ tipo tanque en Nigeria, teniendo en cuenta aspectos como la certificación SONCAP y sus implicaciones para el mercado.
La certificación SONCAP (Programa de Evaluación de Conformidad de la Organización de Normas de Nigeria) es un requisito obligatorio para los productos eléctricos que ingresan al mercado nigeriano. Asegura que los productos cumplan con las normas industriales nigerianas y sean seguros para su uso. El proceso de certificación implica pruebas de producto, inspecciones en fábrica y la emisión de un Certificado de Conformidad, que es necesario para el despacho aduanero.
Antecedentes del Caso
En una subestación de energía en Nigeria, un interruptor de circuito SF₆ tipo tanque de cierta marca, que había obtenido la certificación SONCAP, experimentó una falla. El interruptor de circuito formaba parte de una línea de transmisión clave, y su falla tenía el potencial de interrumpir el suministro de energía a una gran área, incluyendo consumidores industriales y residenciales.
El interruptor de circuito fue instalado y puesto en servicio hace unos años, y había estado funcionando relativamente de manera estable hasta este incidente. Se habían realizado mantenimientos y revisiones regulares de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, y todas las pruebas anteriores habían mostrado un rendimiento normal.
Descripción del Incidente de Falla
Un día, durante la operación normal de la red, ocurrió una falla en la línea protegida por este interruptor de circuito SF₆ tipo tanque. El sistema de protección detectó la falla e impartió una orden de apertura. Sin embargo, el interruptor de circuito no se abrió completamente como se esperaba. En cambio, hubo un fenómeno anormal de arco dentro del interruptor, y se observó daño parcial en el aislamiento posteriormente.
La figura 1 muestra un diagrama simplificado de la disposición del sistema de energía donde se instaló el interruptor de circuito.
Los operadores de la subestación notaron ruidos inusuales y aumentos de temperatura alrededor del interruptor de circuito. Inmediatamente, iniciaron procedimientos de emergencia, incluyendo aislar el interruptor de circuito defectuoso de la red tanto como fuera posible para prevenir daños adicionales y posibles riesgos de seguridad.
Análisis de la Falla
Análisis Eléctrico
A través del análisis de los registros de fallas y datos de ondas de forma del sistema de monitoreo de la subestación, se encontró que la onda de corriente de falla estaba severamente distorsionada durante el incidente. La corriente no disminuyó a cero dentro del tiempo esperado para que el interruptor de circuito extinguiera eficazmente el arco. Esto se debió principalmente a la naturaleza compleja de la falla, que causó patrones de flujo de corriente anormales.
El gas SF₆ dentro del interruptor de circuito, responsable de la extinción del arco, también mostró un declive en su rendimiento. En circunstancias normales, el gas SF₆ puede recombinarse rápidamente y restaurar su resistencia dieléctrica cuando la corriente de arco cruza cero. Sin embargo, en este caso, la corriente continua no cero impidió la recuperación adecuada de la capacidad de extinción del arco del gas.
Análisis Mecánico
Tras una inspección visual y pruebas mecánicas adicionales, se descubrió que algunos componentes mecánicos del interruptor de circuito mostraban signos de desgaste. Las partes móviles, como los brazos de contacto y los mecanismos de accionamiento, presentaban algunas deformaciones menores. Estas deformaciones podrían haber afectado la operación fluida del interruptor de circuito durante el proceso de apertura, causando un retraso en la separación de los contactos y, por lo tanto, prolongando el tiempo de arco.
Consideraciones Relacionadas con la Certificación SONCAP
Aunque el interruptor de circuito tenía la certificación SONCAP, se realizó una revisión del proceso de certificación y del cumplimiento del producto con las normas nigerianas. Se encontró que el producto cumplía con todos los requisitos especificados en el momento de la certificación. Sin embargo, durante la operación en el entorno nigeriano, factores como las características de la red local (por ejemplo, contenido armónico más alto en algunas áreas), variaciones de temperatura y humedad, podrían haber influido en el rendimiento del interruptor de circuito.
Además, se compararon las prácticas de mantenimiento en la subestación nigeriana con las mejores prácticas internacionales. Se notó que, si bien se seguían los procedimientos básicos de mantenimiento, podría haber margen para mejorar en términos de inspecciones más frecuentes y en profundidad, especialmente considerando las duras condiciones de operación en algunas partes de Nigeria.
Soluciones y Medidas Preventivas
Reparación y Reemplazo
Se identificaron los componentes dañados del interruptor de circuito, incluyendo algunas piezas mecánicas desgastadas y los materiales de aislamiento afectados por el arco. Estos componentes fueron reemplazados con nuevosEstrategias de Mantenimiento Mejoradas
Se desarrolló un plan de mantenimiento más completo para el interruptor de circuito y otros equipos similares en la subestación. Esto incluyó inspecciones más frecuentes de los componentes mecánicos para detectar desgaste, pruebas regulares de la calidad del gas SF₆ y un monitoreo mejorado de parámetros eléctricos como las ondas de forma de corriente y voltaje.
También se organizaron programas de capacitación para los operadores de la subestación y el personal de mantenimiento. Estos programas se centraron en las mejores prácticas internacionales más recientes para el mantenimiento de los interruptores de circuito SF₆ tipo tanque, así como en cómo lidiar de manera más efectiva con las posibles fallas y emergencias.
Consideraciones a Nivel de Mercado
A la luz de este caso de falla, para el mercado africano, especialmente en Nigeria, se recomienda llevar a cabo investigaciones más profundas sobre la adaptabilidad de los equipos eléctricos a las condiciones locales de operación. Los fabricantes deberían considerar proporcionar soluciones personalizadas o instrucciones adicionales para los productos vendidos en regiones con características ambientales y de red específicas.
Para el proceso de certificación SONCAP, podría mejorarse aún más para tener en cuenta el rendimiento a largo plazo de los productos en el mercado nigeriano. Esto podría implicar inspecciones de seguimiento y evaluaciones de rendimiento adicionales después de que los productos hayan estado en operación por un cierto período.
Conclusión
La falla del interruptor de circuito SF₆ tipo tanque en la subestación de energía nigeriana es un caso típico que destaca la importancia de la gestión integral de equipos en el mercado africano. Si bien la certificación SONCAP proporciona una garantía básica de la calidad del producto, es esencial prestar atención continua a la operación y mantenimiento de los equipos eléctricos, así como a su adaptación a las condiciones locales de operación.
Al analizar la falla desde los aspectos eléctricos, mecánicos y relacionados con la certificación, e implementar soluciones y medidas preventivas apropiadas, se puede mejorar significativamente la confiabilidad de los sistemas de energía en Nigeria y otros países africanos. Este caso también sirve como una valiosa referencia para otros proyectos similares en la región, enfatizando la necesidad de un enfoque holístico para garantizar la operación segura y estable de la infraestructura eléctrica en el mercado africano.
